Estudo da distribuição de tensões na interface soldada de diferentes geometrias de chapas gusset solicitadas à tração

Abstract

Chapas gusset são comumente usadas para a ligação de perfis de contraventamento nas construções de aço. A determinação da geometria destas chapas é influenciada pelas reações na interface soldada com a viga e o pilar. Porém os vários métodos de dimensionamento de soldas presentes nas normas são baseados geralmente em simplificações. Segundo a norma japonesa do Architectural Institute of Japan (AIJ) a distribuição de tensões na solda pode ser determinada pela extensão das linhas de Whitmore. Este artigo visou encontrar caminhos para a otimização topológica das chapas gusset. Onde os materiais seriam mais bem aproveitados. Utilizando do método de elementos finitos (MEF) aplicado ao software ANSYS V19.2, este estudo avaliou o comportamento mecânico nas ligações soldadas das chapas. Protótipos sólidos foram construídos com base nas variáveis de comprimento de solda, ângulo de aplicação de carga e as linhas de Whitmore. Além disso, foram também expostos os cálculos previstos na NBR Orientador 00:2008, comparando as resistências calculadas das soldas com as simulações de elementos finitos. A análise dos resultados contribui para a compreensão do comportamento mecânico e para a elaboração de modelos matemáticos capazes de prever a resistência composta pelas chapas soldadas. Desta forma foi possível determinar parâmetros para o uso otimizado da teoria das linhas de Whitmore na escolha da geometria da chapa mais adequada, sendo segura e econômica.